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Modelado y simulación dinámica del robot
industrial Saübli Unimation PUMA 560
Presentado por:
Marcos Simó Villanueva
Dirigido por:
Josep Lluís Suñer Martínez
Paloma Vila Tortosa
Trabajo final de gradoGrado en Ingeniería Mecánica
Valencia, Julio 2018
Contenido de la presentación
Introducción al robot PUMA 560
Desarrollo del trabajo realizado
Resultados obtenidos
Conclusiones y futuros desarrollos
Presupuesto del trabajo
Introducción al robot PUMA 560
“Programmable Universal Machine for Assembly”
Creado por Victor Scheinman en la compañía robótica Unimation
Finalmente comprado por la empresa Staübli en 1988
Seis grados de libertad
Muñeca esférica
Capacidad de carga máxima de entre 2,5 a 4 kg
Con unas velocidades máximas de aproximadamente 500mm/segundo
Usado en innumerables empresas industriales y estudios
Introducción al robot PUMA 560
Motivos principales de la elección del PUMA 560:
Largo tiempo en el mundo de la industria y la investigación (mucha bibliografía)
El departamento de Ingeniería Mecánica y de Materiales es propietario de un prototipo
Motivación por modelizar dicho robot con programas informáticos que hoy en día están a la vanguardia en el mundo de la ingeniería
Desarrollo del trabajo realizado
A. Desarrollo del modelo analítico para la cinemática directa del robot en MATLAB
B. Desarrollo del modelo analítico para la cinemática inversa del robot en MATLAB
C. Desarrollo del modelo de robot como sistema multicuerpo en ADAMS View para la cinemática directa e inversa
D. Desarrollo del modelo de robot como sistema multicuerpo en ADAMS View para la dinámica inversa
E. Desarrollo del modelo analítico para la dinámica inversa del robot en MATLAB
F. Análisis de resultados (al final de cada una de las partes)
Modelo analítico del robot
Determinar las coordenadas de Denavit y Hartenberg del robot a
partir de los datos obtenidos en la bibliografía.
Generar las matrices de transformation homogénea
Modelo analítico del robot
Obtención de los ángulos de Euler del elemento terminal
Obtención de las ecuaciones cinemáticas (Velocidad y aceleración)
Modelo analítico del robot
Generación de trayectorias en los nudos y estudio diferencial
(ejemplo mostrado: cinemática directa)
Modelo analítico del robot para la
cinemática directa
Estudio completo de cada punto de la trayectoria
Modelo con ADAMS View para la
cinemática directa e inversa
Obtención del CAD e importación
Modelo con ADAMS View para la
cinemática directa e inversa
Correcto ensamblaje del robot
Modelo con ADAMS View para la
cinemática directa e inversa Generación de funciones de movimiento en los nudos
Modelo con ADAMS View para la
cinemática directa e inversa
Creación de medidas
Resultados cinemática directa
Resultados cinemática directa
Resultados cinemática directa
Modelo analítico del robot para la
cinemática inversa
Estudio completo de cada punto de la trayectoria (de la misma manera que la
cinemática directa, habiendo calculado primero las variables articulares)
Resultados cinemática inversa
Resultados cinemática inversa
Resultados cinemática inversa
Desarrollo del modelo analítico para la
dinámica inversa del robot PUMA 560
Se ha tomado como referencia los parámetros ofrecidos por el modelo de PAUL81, por ser
los más próximos a la realidad
Masa (kg) Centros de masas (mm) Momentos de Inercia
Modelo con ADAMS View para la
dinámica inversa
Partiremos del modelo ya desarrollado para la cinemática directa y se le
añadirán los parámetros másicos e inerciales necesarios
Modelo con ADAMS View para la
dinámica inversa
Mediciones
Desarrollo del modelo analítico para la
dinámica inversa del robot en MATLAB
Estudio completo de la dinámica inversa del robot calculando los pares
necesarios para realizar un movimiento determinado
Resultados dinámica inversa
Conclusiones y futuros desarrollos
• Cumplido el objetivo del proyecto con la obtención de los mismos
resultados tanto en ADAMS View como en MATLAB
• Reforzado conocimientos de programación, mecánica vectorial y
matricial, aprendizaje de softwares del mundo de la robótica
• Se han sentado las bases de programación para aumentar este código
para cualquier tipo de robot de seis grados de libertad y muñeca
esférica
Presupuesto
Costes de mano de obra 9430€
Precios de equipos 606.47€
Costes totales 10036.47€
13% Gastos generales 1304.74€
6% Beneficio Industrial 602.19€
Presupuesto base 11943.4€
21% IVA 2508.114€
Presupuesto total 14451.514€
Gracias por su atención